JP2007505475A - 自動車に用いられるヘッドライトまたはランプ - Google Patents

自動車に用いられるヘッドライトまたはランプ Download PDF

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Abstract

本発明は、少なくとも1つの発光手段(11,41,52,53)と、該発光手段(11,41,52,53)により形成可能な光線を反射させるための少なくとも1つのリフレクタ(14,42,51,101)とを備えた、自動車(1)に用いられるヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプに関する。本発明の構成では、当該ヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)が付加的にエレクトロルミネッセンス層(17,21,31,45,60,61,62,63,64,70,82,93)を有している。

Description

本発明は、少なくとも1つの発光手段と、該発光手段により形成可能な光線を反射させるための少なくとも1つのリフレクタとを備えた、自動車に用いられるヘッドライトまたはランプに関する。
このようなヘッドライトは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第10033766号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第10052653号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第10118687号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第19829586号明細書に基づき公知である。この場合、ドイツ連邦共和国特許出願公開第10033766号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第10052653号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第19829586号明細書に記載の構成では、発光手段として白熱ランプが使用される。ドイツ連邦共和国特許出願公開第10118687号明細書からは、さらにガス放電ランプの使用が知られている。
自動車のイメージに与える車両デザインの影響が大きいことに基づき、自動車ヘッドライトは現在、従来よりも著しいデザイン影響を受ける。したがって、自動車に用いられるヘッドライトの構造および設計において、相応する境界条件が考慮されなければならない。最近の車両ヘッドライトにおけるフリーフォーム面テクノロジ(Freiformflaechentechnologie)に基づき、慣用的に構造化されたカバーレンズ(Abdeckscheibe)または散乱レンズ(Streuscheibe)の代わりに、クリアガラスから成るカバーレンズを使用することができる。しかし、これによってヘッドライトの内部構造をデザイン技術的な判断基準に基づいて形成することも必要となり、これにより光技術的な問題、たとえば偏向された光線成分が原因で生ぜしめられる自動車運転手の「自己眩惑」が生じてしまう。
本発明の課題は、たとえば自動車作動時の安全性を減少させることなく出所機能を満たすことのできるような、自動車のヘッドライトまたはランプへの造形的なエレメントの収容を可能にすることである。特に、前で挙げた自己眩惑が生じることなしに、自動車のヘッドライトまたはランプへの造形的なエレメントの収容を可能にすることが望ましい。
上記課題は、少なくとも1つの発光手段と、該発光手段により形成可能な光線を反射させるための少なくとも1つのリフレクタとを備えた、自動車に用いられるヘッドライトまたはランプにおいて、当該ヘッドライトまたはランプが付加的にエレクトロルミネッセンス層を有していることにより解決される。エレクトロルミネッセンス層は特に有利には走行ビーム、すれ違いビームおよび/またはパーキングライトとは別個に独立してスイッチオン可能でかつ/またはスイッチオフ可能であってよい。
本発明の枠内で「発光手段」とは、特に自動車に用いられるヘッドライトまたはランプのために汎用される白熱電球である。本発明の枠内で「発光手段」とは、たとえばハロゲンランプ、キセノンランプまたは多数の発光ダイオードであってもよい。
本発明の有利な構成では、エレクトロルミネッセンス層がリフレクタに結合されていて、特にリフレクタに載置されている。
本発明の別の有利な構成では、リフレクタが反射性の層を有しており、この場合、エレクトロルミネッセンス層は反射性の層の下に配置されている。反射性の層は有利には、たとえば金属成分によりベネチアンミラー(venezianisch.Spiegel)として形成されている。このベネチアンミラーは、エレクトロルミネッセンス層により形成された光線を通過させるが、発光手段により形成された光線を反射させる。反射性の層はこの場合、主として金属から成る少なくとも部分透明な層から成っていると有利である。
本発明のさらに別の有利な構成では、ヘッドライトまたはランプが少なくとも1つのシェードを有しており、このシェードにエレクトロルミネッセンス層が結合されている。エレクトロルミネッセンス層はこの場合、シェードに載置されていると有利である。
本発明のさらに別の有利な構成では、当該ヘッドライトまたはランプが、前記少なくとも1つの発光手段を保持するための保持装置を有しており、該保持装置にエレクトロルミネッセンス層が結合されている。この場合、エレクトロルミネッセンス層が保持装置に載置されていると有利である。
本発明のさらに別の有利な構成では、当該ヘッドライトまたはランプが、発光手段により形成可能な光線を集束させるか、または散乱させるためのレンズと、該レンズを保持するためのレンズ保持部とを有しており、該レンズ保持部にエレクトロルミネッセンス層が結合されている。エレクトロルミネッセンス層はこの場合、前記レンズ保持部に載置されていると有利である。
本発明のさらに別の有利な構成では、エレクトロルミネッセンス層が層列を有しており、これらの層のうちの少なくとも1つの層が、噴霧塗布、スパッタリング、はけ塗布(Aufstreichen)またはスクリーン印刷法により被着された層である。
本発明のさらに別の有利な構成では、エレクトロルミネッセンス層が、少なくとも所定の範囲で20cmよりも小さな曲率半径、特に10cmよりも小さな曲率半径を持って湾曲させられている。
本発明のさらに別の有利な構成では、エレクトロルミネッセンス層が、ユニットとして1mmよりも大きな面を有している。エレクトロルミネッセンス層はこの場合、特に面状に形成されている。このような構成は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第10133869号明細書に開示されている、「量子井戸レーザ」タイプ、「ダイオードレーザ」タイプまたは「量子ドット」タイプの「白色光線発光ダイオード」または「白色LED」(特にHummel & Guenther著の「Thin films for optical coatings」、第1巻、C.R.C.プレス参照)のような多数の点源を用いた構成よりも優位になり得る。
本発明の枠内の「エレクトロルミネッセンス層」は有利には顔料層を有しており、この顔料層は有利には2つの電極層の間に配置されており、両電極層のうちの少なくとも一方の電極層は少なくとも部分透明な層である。顔料層は本発明のさらに別の有利な構成では、ZnS、ZnSeおよび/またはZnS/CdSを有している。顔料層は有利には金属ドーピングされたZnS、ZnSeおよび/またはZnS/CdSから成っている。
本発明のさらに別の有利な構成では、当該ヘッドライトまたはランプが、覗き側(Sichtseite)を有する透明または部分透明な支持体を有しており、該支持体の、覗き側とは反対の側、つまり本発明の枠内では特に支持体の下方に、エレクトロルミネッセンス層が配置されている。支持体は、たとえばリフレクタの一部またはシェードの一部であってよい。本発明のさらに別の有利な構成では、前記支持体とエレクトロルミネッセンス層との間に、少なくとも部分透明な、主として金属から成る層が配置されている。
本発明のさらに別の有利な構成では、金属が、特に蒸着されたアルミニウムまたはクロムを有している。金属が、主として蒸着されたアルミニウムから成っていると有利である。
本発明の枠内で「自動車」とは、特に道路交通において個々に使用可能な陸上車両である。本発明の枠内で「自動車」とは、特に内燃機関を備えた陸上車両に限定されるものではない。
本発明のさらに別の利点および詳細は、以下の実施例の説明から明らかである。
図1は、自動車の正面図であり、
図2は、自動車の側面図であり、
図3は、ヘッドライトの1実施例を示す横断面図であり、
図4は、ヘッドライトの別の実施例を示す横断面図であり、
図5は、ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図であり、
図6は、ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図であり、
図7は、ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図であり、
図8は、発光層のための1実施例としてのエレクトロルミネッセンス層を示す横断面図であり、
図9は、発光層の別の実施例を示す横断面図であり、
図10は、ヘッドライトにおける発光層のさらに別の実施例を示す横断面図であり、
図11は、ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図である。
図1には、自動車1の正面図が示されている。符号2はヘッドライトを表し、符号3は方向指示器(ドアミラーウィンカ)4を備えたドアミラーを表す。図2には、自動車1の例示的な構成が側面図で示されている。自動車1はリアにテールランプ5と、ストップランプ6と、方向指示器7とを有している。
図3には、自動車1のヘッドライト2として使用可能であるヘッドライト10の1実施例が横断面図で示されている。ヘッドライト10はハウジング16を有しており、このハウジング16はカバーレンズ13によって閉じられている。ハウジング16内には、発光手段11と、この発光手段11によって形成可能な光線12を反射させるためのリフレクタ14とが設けられている。リフレクタ14の縁部には、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層17が配置されている。リフレクタ14の上側の範囲では、ヘッドライト10がシェード15を有している。
図4および図5には、自動車1のヘッドライト2として使用可能であるヘッドライト20,30の別の実施例が横断面図で示されている。図3に示した構成部分と同一の構成部分は同じ符号で示されている。図4に示したヘッドライト20は、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層21を有している。この発光層21はほぼリフレクタ14全体にわたって配置されている。図5に示したヘッドライト30は、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層31を有しており、この発光層31はシェード15に配置されている。
また、図3に示したヘッドライト10および図4に示したヘッドライト20のシェード15が、発光層31に相当する発光層を有していることも考えられる。
図6には、自動車1のヘッドライト2として使用可能であるヘッドライト40のさらに別の実施例が横断面図で示されている。ヘッドライト40は保持装置44を有しており、この保持装置44には発光手段41が配置されている。保持装置44には、さらにレンズ43を保持するためのレンズ保持部46が設けられており、このレンズ43によって、発光手段(図示しない)により形成可能でかつリフレクタ42によってレンズ43へ向かって反射可能となる光線を集束させることができる。
保持装置44には、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層45が配置されている。この発光層45は保持装置44の図示の範囲全体にわたって延びている。また、発光層45が、たとえば発光手段41および/またはレンズ保持部46を取り囲む環状の範囲でしか保持装置44に配置されていないことも考えられる。
図7には、自動車1のヘッドライト2として使用可能であるヘッドライト50のさらに別の実施例が横断面図で示されている。ヘッドライト50はカバーレンズ57とリフレクタ51とを有しており、このリフレクタ51はハウジングの少なくとも一部を形成している。リフレクタ51には、発光手段52,53が配置されている。発光手段53の範囲では、リフレクタ51に、レンズ56を保持するためのレンズ保持部54が配置されている。このレンズ56を用いて、発光手段53により形成可能でかつリフレクタ51によってレンズ56へ反射可能となる光線を集束させることができる。
発光手段52の範囲では、リフレクタ51に、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層60が配置されている。この発光層60は湾曲させられた範囲全体にわたって発光手段52を取り囲むように延びている。しかし、発光層60が、リフレクタ51の湾曲させられた範囲の縁部における環状の範囲でのみ発光手段52を取り囲むように配置されていることも考えられる。発光手段53の範囲では、リフレクタ51に、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層61が配置されている。この発光層61は発光層60と同様に、湾曲させられた範囲全体にわたって発光手段53を取り囲むように延びている。しかし、発光層61が、リフレクタ51の湾曲させられた範囲の縁部における環状の範囲でのみ発光手段53を取り囲むように配置されていることも考えられる。
レンズ保持部54には、それぞれ1つのエレクトロルミネッセンス層を有する発光層62,63,64が配置されている。また、エレクトロルミネッセンス層を有する発光層60,61,62,63,64のうちの選択された発光層または単一の発光層だけを設けることも考えられる。
発光手段11,41,52,53は自動車に用いられるヘッドライトのための汎用の白熱電球(グローバルブ)であってよい。発光手段11,41,52,53は、たとえばハロゲン電球またはキセノン電球であってもよい。
図8には、エレクトロルミネッセンス層70の、考えられ得る1実施例が横断面図で示されている。このエレクトロルミネッセンス層70により、発光層17,21,31,45,60,61,62,63,64を形成することができる。エレクトロルミネッセンス層70は透明な電極71と、透明な絶縁層72と、光線を発する層(顔料層)73と、別の絶縁層74と、背面電極75とを有している。
光線を発する層(顔料層)73は、ベース材料として硫化亜鉛(ZnS)が使用されていて、かつ光線を発する少量のコア(Mn)が添加されている材料から形成されていてよい。光線は、エネルギ源(図示しない)の使用下に、図示されていないが電気的なコンタクトに接続されている透明な電極71と背面電極74とを介して交流電界を印加することにより、光線を発する層(顔料層)73によって発せられる。このようなエレクトロルミネッセンス層を用いて70cd/mまたはそれ以上の発光輝度(Lichtemissionsluminanz)を達成するためには、Mn濃度が、たとえば約0.4〜0.6重量%(硫化亜鉛に対して)である。このようなエレクトロルミネッセンス層は、たとえば真空析出法、原子層結晶成長(ALE)、化学的な蒸気析出またはスパッタリングによって形成され得る。このようなエレクトロルミネッセンス層の製造例に関する詳細は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第4332209号明細書に記載されている。
顔料層73はさらにZnSeおよび/またはZnS/CdSを有していてよいか、または主としてZnSeおよび/またはZnS/CdSから成っていてよい。顔料層73が主としてZnS、ZnSeおよび/またはZnS/CdSから成っている場合、このことは、少量(%領域)の別の元素、たとえばMn約0.4〜0.6重量%が使用されること、つまりたとえば顔料層73が金属ドーピングされていることを排除するものではない。
エレクトロルミネッセンス層70の別の形成手段は、欧州特許第0699730号明細書に記載されている。
発光層17,21,60,61が前記エレクトロルミネッセンス層70として形成される場合、別の絶縁層74および背面電極75も透明である。
図3、図4および図7に示した実施例では、エレクトロルミネッセンス層もしくは発光層17,21,60,61がリフレクタ14,51に載置されている。しかし、エレクトロルミネッセンス層17,21,60,61がリフレクタ14,51の反射層の下に配置されていることも考えられる。このことには次のような利点がある。すなわち、リフレクタ14,51の反射特性がエレクトロルミネッセンス層もしくは発光層17,21,60,61の特性の影響をほとんど受けなくなる。エレクトロルミネッセンス層もしくは発光層17,21,60,61がリフレクタ14,51の反射層の下に配置されていると、反射層は有利には部分透明な層、特にベネチアンミラー(venezianisch. Spiegel)として形成されている。このミラーはエレクトロルミネッセンス層17,21,60,61により形成された光線を通過させ、発光手段11,52,53により形成された光線を反射させる。
図9には、特に発光層17,21,60,61として使用するための発光層80のさらに別の実施例が横断面図で示されている。発光層80はエレクトロルミネッセンス層82を備えており、このエレクトロルミネッセンス層82はエレクトロルミネッセンス層70に相応して形成されていてよい。この場合、エレクトロルミネッセンス層82には、主として金属から成る少なくとも部分透明な層81が載置されており、この層81は、たとえば蒸着されたアルミニウム層として形成されている。層81はリフレクタ14,51の前で述べた反射性の層に相当していてよい。また、層81が電極71の代わりに使用されることも考えられる。
図10には、覗き側94を備えた透明または部分透明な支持体91を有するヘッドライトにおいて使用される発光層90のさらに別の実施例が横断面図で示されている。この場合、発光層90は覗き側94とは反対の側に、つまり支持体91の下方に配置されている。発光層90は発光層80に相応して形成されていてよい。発光層90は、エレクトロルミネッセンス層70に相応して形成されていてよいエレクトロルミネッセンス層93と、このエレクトロルミネッセンス層93に載置された、少なくとも部分透明の、主として金属から成る層92とを有している。この層92は、たとえば蒸着されたアルミニウム層として形成されている。また、層92を電極71の代わりに使用することも考えられる。
支持体91はリフレクタ14,42および/または51の一部、シェード15の一部、保持装置44および/またはレンズ保持部46および/または54の一部であってよい。図11には、ヘッドライト100の相応する実施例が横断面図で示されている。ヘッドライト100は図4に示したヘッドライト20の択一的な実施例を成しており、この場合、図3もしくは図4に示した構成要素と同一の構成要素は同じ符号で示されている。すなわち、ヘッドライト100はハウジング16を有しており、このハウジング16はカバーレンズ13によって閉じられている。ハウジング16内には、発光手段11と、この発光手段11により形成可能な光線12を反射させるためのリフレクタ101とが設けられている。リフレクタ101の上側の範囲では、ヘッドライト100がシェード15を有している。
リフレクタ101は透明または部分透明な支持体91と、発光層90とを有している。この場合、発光層90は支持体91の下方に配置されている。発光層90の、たとえば主として蒸着されたアルミニウムから成っている層91は、発光手段11により形成可能な光線12を反射させるための層を形成している。
図面中の構成部分および層は単純明快さを考慮して、必ずしも縮尺通りには図示されていない。すなわち、本発明の実施例の理解を容易にするために、たとえば幾つかの構成部分もしくは層のサイズオーダはその他の構成部分もしくは層に比べて著しく誇張されて図示されている。
自動車の正面図である。 自動車の側面図である。 ヘッドライトの1実施例を示す横断面図である。 ヘッドライトの別の実施例を示す横断面図である。 ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図である。 ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図である。 ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図である。 発光層のための1実施例としてのエレクトロルミネッセンス層を示す横断面図である。 発光層の別の実施例を示す横断面図である。 ヘッドライトにおける発光層のさらに別の実施例を示す横断面図である。 ヘッドライトのさらに別の実施例を示す横断面図である。
符号の説明
1 自動車
2,10,20,30,40,50,100 ヘッドライト
3 ドアミラー
4,7 方向指示器
5 テールランプ
6 ストップランプ
11,41,52,53 発光手段
12 光線
13,57 カバーレンズ
14,42,51,101 リフレクタ
15 シェード
16 ハウジング
17,21,31,45,60,61,62,63,64,80,90 発光層
43,56 レンズ
44 保持装置
46,54 レンズ保持部
70,82,93 エレクトロルミネッセンス層
71 電極
72,74 絶縁層
73 顔料層/光線を発する層
75 背面電極
81,92 層
91 支持体
94 覗き側

Claims (23)

  1. 少なくとも1つの発光手段(11,41,52,53)と、該発光手段(11,41,52,53)により形成可能な光線を反射させるための少なくとも1つのリフレクタ(14,42,51,101)とを備えた、自動車(1)に用いられるヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプにおいて、当該ヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプが付加的にエレクトロルミネッセンス層(17,21,31,45,60,61,62,63,64,70,82,93)を有していることを特徴とする、自動車に用いられるヘッドライトまたはランプ。
  2. エレクトロルミネッセンス層(17,21,60,61,82,93)がリフレクタ(14,42,51,101)に結合されている、請求項1記載のヘッドライト(10,20,50,100)またはランプ。
  3. エレクトロルミネッセンス層(17,21,60,61,82)がリフレクタ(14,42,51)に載置されている、請求項2記載のヘッドライト(10,20,50)またはランプ。
  4. リフレクタ(14,42,51,101)が反射性の層(81,92)を有しており、該反射性の層の下にエレクトロルミネッセンス層(17,21,60,61,82,93)が配置されている、請求項2記載のヘッドライト(10,20,50,100)またはランプ。
  5. 反射性の層(81,92)が金属を有している、請求項4記載のヘッドライト(10,20,50,100)またはランプ。
  6. 反射性の層(81,92)が、主として金属から成る少なくとも部分透明な層から成っている、請求項5記載のヘッドライト(10,20,50,100)またはランプ。
  7. 当該ヘッドライト(30)が少なくとも1つのシェード(15)を有しており、該シェード(15)にエレクトロルミネッセンス層(31,70,82,93)が結合されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のヘッドライト(30)またはランプ。
  8. エレクトロルミネッセンス層(31,70,82,93)が前記シェード(15)に載置されているか、または前記シェード(15)の下に配置されている、請求項5記載のヘッドライトまたはランプ。
  9. 当該ヘッドライト(40)またはランプが、発光手段(41)を保持するための保持装置(44)を有しており、該保持装置(44)にエレクトロルミネッセンス層(45,70,82,93)が結合されている、請求項1から8までのいずれか1項記載のヘッドライト(40)またはランプ。
  10. エレクトロルミネッセンス層(45,70,82,93)が前記保持装置(44)に載置されているか、または前記保持装置(44)の下に配置されている、請求項9記載のヘッドライト(40)またはランプ。
  11. 当該ヘッドライト(50)またはランプが、発光手段(53)により形成可能な光線の集束または散乱のためのレンズ(56)と、該レンズ(56)を保持するためのレンズ保持部(54)とを有しており、該レンズ保持部(54)にエレクトロルミネッセンス層(62,63,64,70,82,93)が結合されている、請求項1から10までのいずれか1項記載のヘッドライト(50)またはランプ。
  12. エレクトロルミネッセンス層(62,63,64,70,82,93)が前記レンズ保持部(54)に載置されているか、または前記レンズ保持部(54)の下に配置されている、請求項11記載のヘッドライト(50)またはランプ。
  13. エレクトロルミネッセンス層(17,21,31,45,60,61,62,63,64,70,82,93)が層列を有しており、これらの層のうちの少なくとも1つの層が、噴霧塗布、スパッタリング、はけ塗布またはスクリーン印刷法により被着された層である、請求項1から12までのいずれか1項記載のヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプ。
  14. エレクトロルミネッセンス層(17,21,45,60,61,62,63,64,70,82,93)が、少なくとも所定の範囲で20cmよりも小さな曲率半径を持って湾曲させられている、請求項1から13までのいずれか1項記載のヘッドライト(2,10,20,40,50)またはランプ。
  15. エレクトロルミネッセンス層(17,21,45,60,61,62,63,64,70,82,93)が、少なくとも所定の範囲で10cmよりも小さな曲率半径を持って湾曲させられている、請求項14記載のヘッドライト(2,10,20,40,50)またはランプ。
  16. エレクトロルミネッセンス層(17,21,45,60,61,62,63,64,70,82,93)が、ユニットとして1mmよりも大きな面を有している、請求項1から15までのいずれか1項記載のヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプ。
  17. 当該ヘッドライト(100)またはランプが、覗き側(94)を有する透明または部分透明な支持体(91)を有しており、該支持体(91)の、覗き側(94)とは反対の側にエレクトロルミネッセンス層(93)が配置されている、請求項1から16までのいずれか1項記載のヘッドライト(100)またはランプ。
  18. 前記支持体(91)とエレクトロルミネッセンス層(93)との間に、少なくとも部分透明な、主として金属から成る層(92)が配置されている、請求項17記載のヘッドライト(100)またはランプ。
  19. 金属がアルミニウムまたはクロムを有している、請求項5、6または17記載のヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプ。
  20. 金属が、蒸着されたアルミニウムを有している、請求項19記載のヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプ。
  21. 金属が、主として蒸着されたアルミニウムから成っている、請求項19記載のヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプ。
  22. 請求項1から21までのいずれか1項記載のヘッドライト(2,10,20,30,40,50,100)またはランプを有していることを特徴とする自動車(1)。
  23. エレクトロルミネッセンス層(17,21,31,45,60,61,62,63,64,70,82,93)が、走行ビーム、すれ違いビームおよび/またはパーキングライトとは別個に独立して切換可能である、請求項22記載の自動車(1)。
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